局部磁场作用下磁流变弹性体夹层梁振动特性研究.pdf

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1、机械设计与制造第10期MachineryDesign&Manufacture2013年l0月局部磁场作用下磁流变弹性体夹层梁振动特性研究龙铭，胡国良，王少龙(华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室，江西南昌330013)摘要：设计和制备了中间层为含铁磁颗粒质量比为80％的磁流变弹性体材料，上下表面层为铝合金的磁流变弹性体夹层梁。在局部磁场作用下搭建了磁流变弹性体夹层梁悬臂状态下的振动响应特性测试实验台。实验结果表明，通过在夹层梁水平方向移动永久磁铁，即局部外加磁场由夹层梁的固定端向自由端移动时，其一阶振动频率有逐步减小的趋势。同

2、时，通过沿夹层梁垂直方向移动永久磁铁改变磁场强度的大小，此时夹层梁的一阶振动频率在外加磁场强增大时也呈减小趋势。两组实验均表明在局部磁场控制下能有规律地改变磁流变弹性体夹层梁的一阶振动频率。根据这种变化规律有望设计出频率变化范围更宽的移频装置。关键词：磁流变弹性体(MRE)；夹层梁；局部磁场；振动响应中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：lO01—3997(2013)10—0060—03AnalysisofVibrationCharacteristicsofMaqnetOfheOIOqicaIElastomerSandwich

3、BeamunderLocalisedMagneticFieldsLONGMing，HUGuo—liang，WANGShao—long(KeyLaboratoc~ofMinistryofEducationforConveyanceandEquipment，EastChinaJiaotongUniversity，JiangxiNanchang3300l3．China)Abstract：Amagnetorheologica!elostomer(MRE)with80％ironmossw(ismanufactured，andtheMREsan

4、dwichbeamW03alsofabricatedbytreatingwithMREbetweentwothinaluminumlayers．Theexperimenttestrigsetuptoinvestigatethevibrationrespor~seoftheMREsandwichcantileverbeamundernon—homogeneousmagneticfields．TheexperimentalresultsshowthatthefirstnaturalfrequencyoftheMREsandwichbea

5、mdecreased珊themagneticfieldtht~tappliedonthebeam∞movedfromtheclampedendofthebeamtotheeendofthebeam．ItisalsoobviousthattheMREsandwichbeamhadthecapabilitiesofshiftingfirstnaturalfrequencywhenthemagneticfieldincreasedinthespecifedactivationregior~．Theseexperimenttestsalls

6、howthatthe￡naturalfrequencyCanbechangedunderthecontrol’thenon—homogeneota~magneticfields，whichprovideguidanceforthedeveloprnentafrequencycontrollabledevicewithwidefrequencyboltd．KeyWords：MagnetorheologicalElastomer(MRE)：SandwichBeam；Non-HomogeneousMagneticField；Vibrati

7、onResponse1引言一些科研人员通过有限元分析研究了单层MRE夹层梁结构参数埘场强的影响规律，发现在低频范围内，MRE火层梁的动态刚度作为智能材料领域里的一个重要分支，磁流变弹性体叮川质量一弹簧系统来模拟。一一些科研人员在均匀磁场作用下对(MRE)在外加磁场作用下流变特性会发生显著的变化。MRE一一MRF夹层梁的振动响应特性进行了实验测试和分析，结果表明，般由可极化的铁磁性颗粒和聚合物基体组成。在制备过程中，磁往外加磁场增大的情况下，夹层粱的振动响应幅值减少，一阶振性颗粒在外加磁场作用下会形成链状或柱状结构，而同化后磁性动频率

8、增大181。目前国内外关于MRE夹层梁振动特性研究结果主颗粒将保持这些结构不变，从而获得各向异性的材料。目前国内要是在均匀磁场作用下得f“的，对局部磁场作用下MRE夹层梁外已经有许多关于MRE的材料制备、理论建模及工程应用方面振动特性